Question

【題目】一種檢測空氣中甲醛(HCHO)含量的電化學(xué)傳感器的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A. 傳感器工作時(shí)，工作電極電勢高

B. 工作時(shí)，H+通過交換膜向工作電極附近移動(dòng)

C. 當(dāng)導(dǎo)線中通過1.2×l0-6 mol電子，進(jìn)入傳感器的甲醛為3×10-3 mg

D. 工作時(shí)，對電極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH增大

Answer 1

【答案】D

【解析】

原電池工作時(shí)，HCHO轉(zhuǎn)化為CO2，失電子在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，O2在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O，工作時(shí)，陽離子向電源的正極移動(dòng)，再結(jié)合電池總反應(yīng)判斷溶液pH變化，以此解答該題。

A. HCHO在工作電極失電子被氧化，做原電池的負(fù)極，工作電極電勢低，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 根據(jù)原電池工作原理易知，工作時(shí)，溶液中的陽離子(氫離子)向電源的正極移動(dòng)，即對電極方向，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C. 負(fù)極反應(yīng)為HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1.2×l0-6 mol電子時(shí)，消耗HCHO的物質(zhì)的量為×1.2×l0-6 mol = 3.0×l0-7 mol，則HCHO質(zhì)量為3.0×l0-7 mol ×30 g/mol = 9×10-3 mg，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 工作時(shí)，對電極的電極反應(yīng)為：4H++O2+4e-=2H2O，反應(yīng)后生成水，雖然有相同數(shù)量的氫離子從負(fù)極遷移過來，但是，由于溶液的體積增大，正極區(qū)溶液的酸性減弱，其pH值增大（若忽略溶液的體積變化，則pH基本不變），故D項(xiàng)正確；

答案選D。